Sisu
- Mis on evolutsioon?
- Mis on looduslik valik?
- Koevolutsiooni määratlus
- Koevolutsiooni peamised põhimõtted
- Koevolutsiooni tüübid
- Koevolutsiooni näited
evolutsiooniteooria on alus, millele kogu kaasaegne bioloogia on üles ehitatud.
Põhiideeks on organismide või elusolendite muutumine aja jooksul loodusliku valiku tagajärjel, mis toimib elanikkonna geenides. Isikud ei arene; populatsioonid organismid teevad.
Materjal, millel evolutsioon toimib, on desoksüribonukleiinhape (DNA), mis on geneetilise teabe pärilik kandja kõigis Maa elus olendites, alates üherakulistest bakteritest kuni mitmetonniste vaalade ja elevantideni.
Organismid arenevad reageerides keskkonnaprobleemidele, mis vastasel korral ohustaksid liigi ellujäämisvõimet, piirates paljunemisvõimet.
Üks neist väljakutsetest on muidugi teiste organismide olemasolu. Mitte ainult üksteist mõjutavad liigid mõjutavad üksteist reaalajas ilmsetel viisidel (näiteks kui kiskja, näiteks lõvi, tapab ja sööb looma, keda ta kiusab), vaid erinevad liigid võivad mõjutada ka teiste liikide evolutsiooni.
See leiab aset mitmesuguste huvitavate mehhanismide kaudu ja on bioloogilises tõlkes tuntud kui koevolutsioon.
Mis on evolutsioon?
1800-ndate aastate keskel töötasid Charles Darwin ja Alfred Wallace iseseisvalt välja väga sarnased evolutsiooniteooria versioonid, mille peamine mehhanism oli looduslik valik.
Iga teadlane väitis, et Maa ümber kulgevad eluvormid olid arenenud palju lihtsamatest olenditest, pöördudes elu alguses enda juurde ühise esivanema juurde. Selle "koidiku" all mõistetakse nüüd umbes 3,5 miljardit aastat tagasi, umbes miljard aastat pärast planeedi enda sündi.
Wallace ja Darwin tegid lõpuks koostööd ja avaldasid 1858. aastal koos oma tollased vastuolulised ideed.
Evolutsioon positsioneerib seda populatsioonid organismide (mitte indiviidide) arv muutuvad ja kohanevad aja jooksul päritud füüsilised ja käitumuslikud omadused mida antakse vanematelt järeltulijatele, süsteemi nimega "modifitseerimisega põlvnemine".
Ametlikumalt on evolutsioon alleeli sageduse muutus aja jooksul; alleelid on geenide versioonid, nii et teatud geenide osakaalu muutus rahvastikus (nt tumedama karvavärvi geenid muutuvad üha tavalisemaks ja heledama karusnaha geenid muutuvad vastavalt haruldasemaks) on evolutsioon.
Mehhanism, mis juhib evolutsioonilisi muutusi, on looduslik valik tagajärjel valikurõhk või keskkonna poolt avaldatud surve.
Mis on looduslik valik?
Looduslik valik on üks paljudest teadaolevatest, kuid sügavalt valesti mõistetud mõistetest teadusmaailmas üldiselt ja eriti evolutsiooni valdkonnas.
Põhimõtteliselt on see passiivne protsess ja tuima õnne küsimus; samal ajal pole see lihtsalt "juhuslik", nagu paljud inimesed näivad uskuvat, ehkki seemned loodusliku valiku hulgast on juhuslikud. Segaduses veel? Ei tohi.
Teatud keskkonnas toimuvad muutused viivad selle, et teatud tunnused on teiste ees eelised.
Näiteks kui temperatuur muutub järk-järgult külmemaks, jäävad konkreetse liigi loomad, kellel on tänu soodsatele geenidele paksemad kasukad, tõenäolisemalt ellu ja paljunema, suurendades sellega selle päriliku iseloomu sagedust populatsioonis.
Pange tähele, et see on täiesti erinev ettepanek selle populatsiooni üksikute loomade ellujäämise kohta, kuna nad suudavad pelgalt õnne või leidlikkuse abil varjupaika leida; see ei ole seotud karvkatte omadustega seotud pärilike omadustega.
Loodusliku valiku kriitiline komponent on see, et üksikud organismid ei suuda lihtsalt vajalikke tunnuseid eksisteerida.
Need peavad populatsioonis esinema tänu olemasolevatele geneetilistele variatsioonidele, mis tulenevad omakorda varasemate põlvkondade DNA juhuslikest mutatsioonidest.
Näiteks kui rühma kaelkirjakute asustamisel muutuvad lehtpuude madalaimad oksad maapinnast järk-järgult kõrgemaks, siis need kaelkirjakud, kellel on pikemad kaelad, jäävad nende toitumisvajaduste rahuldamiseks kergemini ellu ja nad paljunevad üksteisega, et anda edasi nende pika kaela eest vastutavaid geene, mis muutuvad kohalikes kaelkirjakutes populaarsemaks.
Koevolutsiooni määratlus
Mõiste koevolutsioon Seda kirjeldatakse olukordades, kus kaks või enam liiki liike mõjutavad üksteise arengut vastastikku.
Sõna "vastastikune" on siin ülitähtis; selleks, et koevolutsioon oleks täpne kirjeldus, ei piisa sellest, kui üks liik mõjutab teiste või teiste evolutsiooni, ilma et see mõjutaks ka tema enda evolutsiooni, mis ei toimuks kaas esinevate liikide puudumisel.
Mõnes mõttes on see intuitiivne. Kuna kõik konkreetses ökosüsteemis olevad organismid (kõigi organismide kogum täpselt määratletud geograafilises piirkonnas) on ühendatud, on mõistlik, et ühe neist areng mõjutaks mingil moel või viisil teiste arengut.
Tavaliselt ei kutsuta õpilasi aga liigi arengut interaktiivselt kaaluma ja selle asemel palutakse neil uurida ühe liigi ja selle keskkonna koosmõju.
Keskkonna rangelt füüsikalised omadused (nt temperatuur, topograafia) aja jooksul kindlasti muutuvad, kuid need on mitteelustatavad süsteemid ja seetõttu ei arene selle sõna bioloogilises tähenduses.
Kuulates evolutsiooni põhimääratlust, toimub koevolutsioon siis, kui ühe liigi või rühma areng mõjutab teise liigi või rühma selektiivset survet või hädavajalikkust, mis on vajalik ellujäämiseks. Enamasti juhtub see rühmadega, kellel on ökosüsteemis lähedased suhted.
Nagu varsti õpid, võib see juhtuda ka omavahel tihedalt seotud rühmadega omamoodi "doominoefekti" tagajärjel.
Koevolutsiooni peamised põhimõtted
Kiskjate ja röövloomade interaktsiooni näited võivad valgustada igapäevaseid koevolutsiooni näiteid, millest olete mõnel tasandil tõenäoliselt teadlik, kuid pole võib-olla aktiivselt kaalunud.
Taimed vs loomad: Kui taimeliik arendab taimtoiduliste, näiteks okkade või mürgiste eritiste vastu uut kaitset, kutsub see taimtoidulist üles uue surve valida erinevaid isendeid, näiteks taimi, mis jäävad maitsvaks ja kergesti söödavaks.
Omakorda peavad need äsja otsitud taimed ellujäämiseks sellest uuest kaitsest üle saama; lisaks võivad taimtoidulised areneda tänu inimestele, kellel on omadusi, mis muudavad nad selliste kaitsemehhanismide suhtes vastupidavaks (nt puutumatus kõnealuse mürgi suhtes).
Loomad vs loomad: Kui antud loomaliigi lemmiksaagiks kujuneb uus viis kiskja põgenemiseks, peab röövloom omakorda välja töötama uue viisi, kuidas see röövloom kinni püüda, või võib surra, kui ta ei leia muud toiduallikat.
Näiteks kui gepard ei suuda oma ökosüsteemis gaselle järjekindlalt ületada, hukkub ta lõpuks nälga; samal ajal, kui gasellid ei suuda gepardidest kaugemale jõuda, surevad ka nemad.
Kõik need stsenaariumid (teine teravamalt) esindavad evolutsioonilise võidurelvastumise klassikalist näidet: Kuna üks liik areneb ja muutub mingil moel kiiremaks või tugevamaks, peab teine tegema sama või riskima väljasuremisega.
Ilmselt on konkreetse liigi muutumisest vaid nii kiire, nii et lõpuks peab midagi andma ja üks või mitu asjassepuutuvat liiki rändab piirkonnast, kui vähegi võimalik, või sureb välja.
Koevolutsiooni tüübid
Kiskjate ja saakloomade suhte koefitsient: Kiskjate ja saakloomade suhted on kogu maailmas universaalsed; kahte on juba üldiselt kirjeldatud. Kiskjate ja röövloomade koevolutsiooni on seega peaaegu igas ökosüsteemis lihtne leida ja kontrollida.
Gepardid ja gasellid on võib-olla enim tsiteeritud näited, samal ajal kui hundid ja karibou esindavad teist maailma teises külmas külmas.
Konkureerivate liikide koevolutsioon: Seda tüüpi koevolutsioonis konkureerivad mitmed organismid samade ressursside pärast. Seda laadi koevolutsiooni saab kontrollida teatud sekkumistega, nagu näiteks salamandrite puhul Ameerika Ühendriikide idaosas Suurtes suitsustes mägedes. Kui üks Plethodon Liigid eemaldatakse, teiste populatsioonide suurus kasvab ja vastupidi.
Mutualistlik koevolutsioon: Oluline on see, et mitte kõik koevolutsiooni vormid ei kahjusta tingimata ühte neist liikidest. Vastastikuses koevolutsioonis arenevad organismid, mis tuginevad millelegi teineteisele, tänu alateadlikule koostööle - omamoodi avaldamata läbirääkimistele või kompromissile - "koos". See ilmneb taimede ja neid taimeliike tolmeldavate putukate kujul.
Parasiidi-peremehe koevolutsioon: Kui parasiit tungib peremehesse, teeb ta seda seetõttu, et on sellel hetkel peremehe kaitsevõimalustest kõrvale hoidnud. Kuid kui peremeesorganism areneb viisil, mis ei kahjusta märkimisväärselt ilma parasiidi otse väljatõstmiseta, on koevolutsioon mängus.
Koevolutsiooni näited
Kolme liigi röövloomade näide: Kaljumäestiku männikäbiseemneid söövad nii teatud oravad kui ka ristandid (teatud tüüpi linnud).
Mõnes piirkonnas, kus lodžapoolsed männid kasvavad, on oravaid, kes saavad kitsast männikäbist (tavaliselt rohkem seemneid) seemneid hõlpsalt süüa, kuid ristandid, kus kitsastest männikäbidest seemneid hõlpsalt süüa ei õnnestu, ei saa nii palju süüa .
Teistes piirkondades on ainult ristandid ja nendes linnurühmades on tavaliselt üks kahest noka tüübist; sirgema nokaga lindudel on lihtsam aeg kitsatest käbidest seemneid haarata.
Seda ökosüsteemi uurivad loodusbioloogid pidasid hüpoteesi, et kui puud asetsevad kohalike kiskjate põhjal, peaksid oravatega piirkonnad olema andnud laiemad koonused, mis oleksid avatumad ja kus oleks vähem soomi, kuid lindudega alad oleks pidanud andma paksemaid (st , nokkukindlad) käbid.
See osutus täpselt nii.
Konkureerivad liigid: Teatud liblikad on kiskjatele halvasti maitsenud, nii et need röövloomad neid väldivad. See suurendab tõenäosust muud liblikate söömine, lisades sellele valikulise rõhu; see surve põhjustab "matkimise" arengut, kus teised liblikad arenevad välja nagu need, mida kiskjad on õppinud vältima.
Teine konkureeriv liikide näide on kuningamao evolutsioon, mis näeb välja peaaegu täpselt selline nagu korall-madu. Mõlemad võivad olla teiste madude suhtes agressiivsed, kuid korall-madu on väga mürgine ja mitte selline, mille ümber inimesed tahavad olla.
See on pigem selline, nagu keegi ei tunneks karate, kuid omaks võitluskunstide eksperdi mainet.
Mutualism: Akaatsia-vastane puu koevolutsioon Lõuna-Ameerikas on vastastikuse koevolutsiooni arhetüüpne näide.
Puud arenesid nende põhjas õõnes okkad, kus sekreteeritakse nektar, mis takistab taimtoidulistel seda söömast; Vahepeal arenesid sipelgad selles piirkonnas, kus nektarit toodetakse, nende pesadesse, kuid ne ei kahjusta puu, välja arvatud mõned suhteliselt kahjutud vargad.
Peremees-parasiidi koevolutsioon: Haudunud parasiidid on linnud, kes on arenenud munarakkude panemiseks teistesse lindude pesadesse, mille järel lind, kellele pesa tegelikult "kuulub", lõpetab noore hoolitsemise. See annab hauaparasiitidele tasuta lastehoolduse, võimaldades neil vabalt pühendada rohkem ressursse paaritumisele ja toidu leidmisele.
Peremeeslinnud arenevad lõpuks välja viisil, mis võimaldab neil õppida ära tundma, millal beebilind pole nende oma, ja võimaluse korral ka parasiitlindudega suhelda.